關于計算機網絡體系結構與協議1，定義：計算機網絡是由多個互連的結點組成，結點之間要不斷地交換數據和控制信息。為進行網絡中的數據交換而建立的規則、準則或約定即稱為網絡協議。

2，組成：一個網絡協議主要由以下三個要素組成（也可稱為關鍵要素）①語法：即數據與控制信息的結構或格式②語義：即需要發出何種控制信息，完成何種動作及做出何種應答③即事件實現順序的詳細說明

3，分層的好處對于復雜的網絡協議，其結構最好采用層次式。分層可以有以下幾個好處：①各層之間是獨立的

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②靈活性好③結構上可分隔開④易于實現和維護⑤有利于標準化工作網絡協議對計算機網絡是不可缺少的，一個功能完備的計算機網絡需要制定一套復雜的協議集，對于復雜的計算機網絡協議最好的組織方式是層次結構模型。我們將計算機網絡層次結構模型和各層協議的集合定義為計算機網絡體系結構。換句話說，網絡體系結構是計算機網絡所應完成的功能的精確定義。體系結構與其具體實現是不同的，網絡體系結構是抽象的，是對功能的精確描述，而實現是具體的是真正運行的硬件和軟件。第3頁,共18頁，星期六，2024年，5月（2）相關概念

下面介紹一些與網絡協議有關的相關的重要概念

1，系統和實體系統也叫做網絡節點或簡稱結點。是網絡中有自治能力的計算機或交換設備。實體包括硬件實體和軟件實體。是指每個層次中能夠發送和接受信息的任何東西。

2，協議棧是指特定系統中所有層次的協議的列表

3，網絡體系結構是指層次結構與協議的集合第4頁,共18頁，星期六，2024年，5月

4，接口與服務

接口是相鄰兩層之間的邊界，底層通過接口為上層提供服務服務的使用者和提供者通過服務訪問點直接聯系所謂服務訪問點是指相鄰兩層實體之間通過接口調用服務或提供服務的聯系點

5，面向連接的服務和無連接的服務服務分為面向連接的服務和無連接的服務。面向連接的服務有一個面向連接的過程，這種服務可靠性高，而且保證數據順序傳輸。無連接的服務不需要維持連接，可靠性低，也不保證數據的傳輸順序。第5頁,共18頁，星期六，2024年，5月6，服務原語服務通常由一系列的服務原語來描述的，所謂原語就是不可再細分的意思

7，服務訪問點服務訪問點是相鄰兩層實體之間通過接口調用服務方式或提供服務的聯系點

8，協議數據單元協議數據單元是對等實體之間通過協議傳送的單元位于不同系統的同一層次的實體叫做對等實體

第6頁,共18頁，星期六，2024年，5月9，接口數據單元接口數據單元又稱服務數據單元，是相鄰層之間通過接口傳遞的數據單元。

10，服務與協議的關系實體使用協議的最終目的是為了實現它所需提供的服務，每一層可以根據需要選擇和改變本層所使用的協議，而不影響高層軟件的實現3.2OSI參考模型

1，OSI參考模型的基本概念國際標準化組織ISO發布的最著名的標準是ISO/IEC7498，又稱為X.200建議,該體系結構標準定義了網絡互聯的七層框架,即ISO開放系統互聯參考模型.

開放系統互聯參考描述了通過網絡傳輸介質、信息或數據第7頁,共18頁，星期六，2024年，5月

是如何從一臺計算機的一個應用程序到達網絡中的另一臺計算機的一個應用程序。開放系統互聯OSI中的“開放”是指只要遵循OSI標準，一個系統就可以和位于世界上任何地方的也遵循這同一標準的其他任何系統進行通信。國際互聯涉及到把兩個網絡連接在一起的問題。2，OSI參考模型在OSI參考模型中，計算機之間傳送信息的問題被分為7個較小的且更易于管理的問題。每一個小問題都是由模型中的一層來解決。把7個更小更易于管理的問題映射為不同的網絡功能叫分層。模型中的每一層都解決一個不同的問題

OSI參考模型的底層（1-3）負責在網絡中進行數據的傳送常常又把它們叫做介質層。第8頁,共18頁，星期六，2024年，5月OSI參考模型的上層（4-7）在下3層進行數據傳輸的基礎上，保證數據傳輸的可靠性，又常叫做主機層大多數網絡設備按7層實現主機層：保證主機之間精確的數據傳輸介質層：控制網絡上信息的物理傳輸3，OSI參考模型的層次結構

1，第7層應用層應用層是OSI模型中最靠近用戶的一層，它為用戶的應用程序提供網絡服務它不同于其他層的地方就在于它不為OSI模型7層協議中任何其他層提供服務，但它為在OSI模型以外的應用程序提供服務。

第9頁,共18頁，星期六，2024年，5月2，第6層表示層所謂表示層就是由一個端點用戶所產生的報文要在另一個端點用戶上表示出來的形式。表示層保證一個系統應用層發出的信息被另一個系統的應用層讀出。如果必要，表示層用一種通用的數據表示格式在多種數據之間進行轉換。

3，第5層會話層會話層負責在應用進程之間建立、組織和同步會話。解決應用進程之間會話的許多具體問題。會話層為表示層提供服務，同時會話層也同步表示層實體之間的對話，管理它們之間的數據交換。

4，第4層傳輸層傳輸層是整個協議層次結構中最核心的一層，傳輸層把數據分段并且組裝成數據流，傳輸層為數據的傳輸提供服務

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特別重要的是：網絡中的數據的可靠傳輸是如何完成的，是傳輸層最關心的問題。為了提供可靠的服務，傳輸層提供建立、維護和有序地中斷虛電路，傳輸差錯校驗和恢復以及信息流控制機制。

5，第3層網絡層網絡層是一個復雜的層，它為處在兩個不同地理位置上的網絡系統中的終端設備之間提供連接和路徑選擇

6，第2層數據鏈路層數據鏈路層在物理線路上提供可靠的數據傳輸，因此，數據鏈路層關心的問題包括物理地址、網絡拓撲、線路的規劃等

7，第1層物理層物理層定義了激活，維護和關閉終端用戶之間電氣的、機械第11頁,共18頁，星期六，2024年，5月

的、過程的和功能的特性。4，對等通信在OSI參考模型中，兩個不同的終端系統通信過程，不包括對等層之間的直接通信，為了完成這些任務，它必須使用別的方式和另一個系統中的對等層進行通信。我們可為每個對等層協議之間要交換的信息單元起一個統一的名字，叫協議數據單元5，數據封裝為了理解網絡中的結構和工作原理，用戶應該記住網絡中的數據都是從源端發出經過網絡傳送到目的端。在網絡中發送的信息叫做數據或數據包。如果一臺計算機要發送數據到另一臺計算機數據首先必須打包，該過程叫做封裝。第12頁,共18頁，星期六，2024年，5月

數據封裝過程（以發送E-MAIL為例）5個轉換步驟：

1，生成數據

2，打包生成端到端傳輸的數據

3，在頭部加入網絡地址

4，把物理地址加入到數據鏈路層的數據頭部

5，把信息轉換為比特流3.3TCP/IP參考模型

1，發展過程

INTERNET在全世界的飛速發展與TCP/IP協議應用對網絡技術的發展都有很深的影響

ARPANET是最早出現的計算機網絡之一，現代計算機網絡的很多概念和方法都是從APRANET基礎上發展出來的最初ARPANET使用的是租用線路，當衛星通信系統與通信網發展起來之后，ARPANET最初開發的網絡協議使用在通信可靠性較差的通信子網中出現了不少問題，這就導致了新的網第13頁,共18頁，星期六，2024年，5月絡協議TCP/IP的出現雖然TCP協議，IP協議都不是OSI標準，但他們是目前最流行的商業化的協議，并被公認為當前的工業標準或事實上的標準。在TCP/IP協議出現之后，出現了TCP/IP參考模型。TCP/IP參考模型最早是由KAHN在1974年定義的，1985年LEINER等人進一步對它發展了研究，1988年CLARK在參考模型出現之后對其設計思想進行了討論

①TCP/IP網絡協議

TCP/IP（傳輸控制協議/網際協議）網絡體系結構源于美國ARPANET工程，由它的兩個主要協議即TCP協議和IP協議而得名。實際上TCP/IP框架包含大量的協議和應用，TCP/IP是多個獨立定義的協議的集合，簡稱TCP/IP協議集。

②TCP/IP參考模型與層次第14頁,共18頁，星期六，2024年，5月1，模型分析

2，層次

主機-網絡層：是TCP/IP參考模型的最低層，負責通過網絡發送和接受IP數據報。主機-網絡層也稱為網絡接口層，負責將數據包送到電纜上，是實際的網絡硬件接口。網絡接口層協議定義了主機如何連接到網絡，管理著特定的物理介質。

互連層：主要功能是負責將源主機的報文分組發送到目的主機，源主機與目的主機可以在一個網上，也可以在不同的網上。網絡互連層是TCP/IP模型的關鍵部分，它所使用的協議是IP協議。它把傳輸層送來的消息組裝成IP數據報文，并把IP數據報文傳遞給主機-網絡層傳輸層：TCP/IP參考模型的傳輸層定義了兩種協議，即傳輸控制協議（TCP）與用戶數據報協議（UDP）

第15頁,共18頁，星期六，2024年，5月應用層：應用層包括了所有的高層協議，并且不斷有新的協議加入。3.4OSI與TCP/IP的比較

1,模型對比

①OSI采用的是七層模型,而TCP/IP是四層結構(實際上是三層結構)②TCP/IP參考模型的網絡接口層實際上沒有真正的定義,而OSI參考模型不僅分了兩層,,而且每一層的功能都很詳盡③TCP/IP參考模型中,沒有了會話層和表示層④傳輸層

第16頁,共18頁，星期六，2024年，5月3.5NovellNetware參考模型目前使用最多的網絡體系結構模型還有NOVELLNETWARE參考模型

1,NOVELLNETWARE與OSI參考模型對比圖

2,它使用IPX/SPX協議,該協議專門為局域網而研制,是NOVELLNETWARE體系結構中最重要的協議3.6